PRINSIP DAN KONSEP ENERGI DALAM SISTEM EKOLOGI 1. ENERGI DALAM EKOSISTEM 2. KONSEP PRODUKTIVITAS 3. RANTAI PANGAN 4. STRUKTUR TROFIK DAN PIRAMIDA EKOLOGI
ENERGI DALAM EKOSISTEM Hukum thermodinamika I energi dapat diubah bentuk, namun tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan Hukum thermodinamika II tiap perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lain, pasti terjadi degradasi energi dari bentuk energi terpusat menjadi bentuk energi yang terpencar (h: 23)
PENGALIRAN MATERI & ENERGI PADA EKOSISTEM MATAHARI PRODUSEN KONSUMEN 1 MINERAL PENGURAI KONSUMEN 2 ORGANISME TANAH SISA-SISA ORGANIK MATERI ENERGI
KONSEP PRODUKTIVITAS Produktivitas primer kotor/ fotosintesis total/ asimilasi total Produktivitas primer bersih/ fotosintesis nyata/ asimilasi bersih Produktivitas sekunder kecepatan penyimpanan energi potensial pada tingkat tropik konsumen dan pengurai Asimilasi (h: 28)
PRODUKTIVITAS PRIMER KOTOR BEBERAPA EKOSISTEM EKOSISTEM Laut terbuka miskin 0,5 Pantai dangkal 3,2 Danau dalam bening 0,7 Danau dangkal 2,1 Estuaria 4,4 Terumbu karang 18,2 KECEPATAN PRODUKSI (gram/ m2/ hari)
PRODUKTIVITAS PRIMER BERSIH TAHUNAN PADA EKOSISTEM BUATAN DAN EKOSISTEM ALAMI EKOSISTEM KECEPATAN PRODUKSI (gram/ m2/) Tanaman Budidaya Tahun Hari Gandum (rata-rata dunia) 344 0,94 jagung (rata-rata dunia) 412 1,13 padi (rata-rata dunia) 497 1,36 padi (rata-rata tertinggi) 1440 3,93 Tebu (rata-rata dunia) 1723 4,73 Ekosistem alami Hutan tropika 2200 6,03 hutan iklim sedang 1500 3,00 padang rumput 446 1,22 gurun pasir 40 0,11
RANTAI PANGAN Rantai pemangsa Rantai parasit Rantai saprofit SALING BERKAITAN MEMBENTUK JARING-JARING PANGAN (h: 24)
STRUKTUR TROFIK DAN PIRAMIDA EKOLOGI Struktur trofik diukur: 1. biomassa per satuan luas 2. banyaknya energi per satuan luas per satuan waktu pada tingkat trofik yang berurutan Piramida ekologi: 1. Piramida jumlah individu 2. Piramida biomassa 3. Piramida energi (h: 26)
DAUR/ SIKLUS BIOGEOKIMIA Siklus biogeokimia atau siklus organikanorganik adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Siklus unsurunsur tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi jugs melibatkan reaksireaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut siklus biogeokimia.
SIKLUS KARBON
SIKLUS NITROGEN
SIKLUS NITROGEN Gas nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara. Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir. Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (N02- ), dan ion nitrat (N03- ). Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar Legum dan akar tumbuhan lain, misalnya Marsiella crenata. Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat mengikat nitrogen secara langsung, yakni Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan Clostridium sp. yang bersifat anaerob. Nostoc sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen.
Nitrogen yang diikat biasanya dalam bentuk amonia. Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang akan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem.
SIKLUS FOSFOR
SIKLUS FOSFOR Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus. Lihat Gambar
SIKLUS KARBON & OKSIGEN
SIKLUS KARBON & OKSIGEN Di atmosfer terdapat kandungan COZ sebanyak 0.03%. Sumbersumber COZ di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik. Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen yang nantinya akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk berespirasi. Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar C02 di udara. Di ekosistem air, pertukaran C02 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, COz yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah C02 di air.
CITRA SATELIT DEFORESTASI HUTAN AMAZON (1975, 1986, 1992)
LAPISAN OZON BOCOR
ES PENUTUP ARTIC 1979-2005
PULAU HIJAU MENYUSUT
LAPISAN OZON BOCOR
FUNGSI HUTAN
DEFORESTASI MALAYSIA
FORMASI PARIT EROSI TANAH
BANJIR DI BANGLADESH